高中生物：實驗分析的一般方法

   在高中生物實驗教學(xué)過程中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生只重視實驗結(jié)果，不重視分析結(jié)果；只滿足于實驗的成功，而不愿對實驗失敗的原因進(jìn)行分析。造成這種現(xiàn)象的原因，除了是學(xué)生對實驗的根本目的缺乏深刻的認(rèn)識而外，不懂得如何分析實驗、沒有掌握實驗分析的一般方法是非常重要的因素。生物學(xué)是一門實驗性很強的學(xué)科，在實驗過程是，會有多種因素影響、干擾實驗結(jié)果，致使實驗失敗。此時，實驗分析就顯得很重要：一方面，可以找出并排除影響因素，使實驗重做晨能獲得成功；另一方面，還可以總結(jié)出經(jīng)驗教訓(xùn)，甚至可能還有意外的收獲、新的發(fā)現(xiàn)，這在科學(xué)史上是不乏其例的。因此，盡管現(xiàn)行高中生物教學(xué)大沒有明確實驗分析這一目的，而且實驗也比較簡單，筆者覺得，在高中生物實驗教學(xué)中，除了使學(xué)生達(dá)到提高動手能力、了解實驗原理和方法、驗證所學(xué)知識這些目的以外，教育學(xué)生辯證地看竺實驗的成功與失敗、教給學(xué)生進(jìn)行實驗分析的一般方法、初步培養(yǎng)學(xué)生實驗分析的能力還是必要的！

   筆者在實驗教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生實驗分析的能力，并就實驗分析的方法進(jìn)行了初步探索，總結(jié)歸納成了四步分析法，即從取材、藥品與試劑、步驟及操作、顯微鏡的使用四個方面對實驗進(jìn)行分析的方法。

   正確取材是實驗成功的第一步。有的學(xué)生實驗失敗的原因，往往是取材不正確而引起的，因而在實驗分析時，要首先考慮取材是否正確。例如，實驗一觀察植物細(xì)胞的有絲分裂（以下簡稱實驗一）中，準(zhǔn)確切取洋蔥根尖生長點部位，是實驗成功的前提。一些學(xué)生制成的裝片中往往看不到或看到很少的分裂相細(xì)胞，就是因為切取部位正確導(dǎo)致的，即沒有選準(zhǔn)根尖的生長點部位。實驗二觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原（以下簡稱實驗二）中，取材部位應(yīng)該是在新鮮的洋蔥鱗片葉外表皮的紫色較深處。而在內(nèi)表皮或紫色很淺的部位取材，往往觀察不到或僅有很少紫色液泡。實驗三觀察根對礦質(zhì)元素離子的交換吸附現(xiàn)象（以下簡稱實驗三）中，剪取的是有活性的根，如果是死根、爛根，則觀察不到預(yù)期的結(jié)果。實驗四葉綠體色素的提取的提取和分離（以下簡稱實驗四）中，選取的時片要肥厚、色濃，而老葉、發(fā)黃的葉子則不能選齲

   藥品與試劑的量、濃度、純度等都是影響實驗正確結(jié)果的重要因素，要逐一檢查，不能忽視。

   1.2.1關(guān)于量的問題。有些實驗對藥品與試劑的量有一定的要求，如實驗四中，丙酮、層析液的量就要按規(guī)定使用：提取5g葉片中的色素，用2ml丙酮是適中的，若丙酮過多，會使色素濃度降低，減少濾紙條上色素的量，使分離效果不明顯；若丙酮少了，色素提取又不充分。色素分離時，向燒杯中例入層析液時，其量的標(biāo)準(zhǔn)是液面不能超過1cm（距燒杯底），否則將沒及濾紙條上的濾液細(xì)線，色素就迅速溶解到層析液中去了，結(jié)果在濾紙條上得不到相應(yīng)的色素分離圖譜。

   1.2.2關(guān)天濃度問題。實驗中，規(guī)定的濃度，都是人們經(jīng)過多次試驗后，認(rèn)為最適合的。實驗員在實驗前配制藥品與試劑時，濃度要配準(zhǔn)，否則將會影響學(xué)生實驗。如蔗糖溶液濃度較高時（高于30％），會使細(xì)胞因發(fā)生強烈質(zhì)壁分離而失水過多，細(xì)胞死亡，不能復(fù)原。亞甲基藍(lán)溶液在配制時，要求更高，濃度高一點點，就會影響根的活性。

   1.2.3關(guān)于純度問題。有的實驗如實驗三對試劑的純度有蔣高的要求，如果所用蒸餾水中混入雜質(zhì)陽離子，或用自來水代替，則漂洗時，不僅洗去了浮在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽離子，而且也會把吸附在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽離了交換下來；在對比實驗中，含雜質(zhì)陽離子的蒸餾水也會變藍(lán)。

   1.3.1漏做某個實驗步驟。實驗步驟不能少，如實驗一中，根尖用10％鹽酸解離后，若不經(jīng)漂洗直接染色，則染色效果極差，因為根尖上附著的鹽酸將和堿性染料起中和反應(yīng)，從而影響著色；制片時，用鑷子尖把根尖開碎，這一步也易漏掉。實驗三中根經(jīng)亞甲基藍(lán)染色后，若不用蒸餾水反復(fù)沖洗，在后面的對比實驗中，蒸餾水也將變藍(lán)。

   1.3.2操作方法錯誤。在具體操作某個步驟時，沒有按規(guī)定的操作方法做，肯定會影響實驗結(jié)果。如臨時裝片制作時，有的學(xué)生將蓋玻片直接放在清水滴上，這樣制成的裝片中，氣泡較多，嚴(yán)重影響觀察。實驗二中，應(yīng)用鑷子撕取洋蔥表皮，而不少學(xué)生是用刀片削或挖，以至取出的表皮較厚，這樣在顯微鏡下也就看不到單層細(xì)胞。

   1.3.3操作不嚴(yán)格。如解離、染色時間不夠，漂洗的時間或次數(shù)不足。制作洋蔥表皮臨時裝片時，未將清水滴中卷起的表皮平展開來；做質(zhì)壁分離復(fù)原實驗時，滴入清水的次數(shù)少，濾液細(xì)線劃得不細(xì)不齊都會對實驗果有一定的影響。

　　顯微鏡的操作要按一定的程序進(jìn)行，如對光程序、高倍鏡觀察程序等。有的學(xué)生不按程序操作，結(jié)果既耽誤了時間，又觀察不到相應(yīng)的結(jié)果，而且易損壞顯微鏡。例如常有學(xué)生在用高倍鏡觀察時，把蓋玻片壓碎了，弄臟了鏡頭，就是由于這些學(xué)生在下降鏡筒時，眼睛看的是目鏡而不是物鏡，這樣，鏡筒下降到什么位置就不知道了。正確的程序應(yīng)該眼睛看著物鏡，同時下降鏡筒，讓物鏡接近裝片，然后眼看目鏡、調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋直至觀察到清晰物像。此外，目鏡或物鏡頭被嚴(yán)重污染、焦距沒有調(diào)好、放大倍數(shù)不夠、視野較暗、標(biāo)本不在通光孔的中心位置等諸多因素，都會直接影響觀察。

   以上介紹的四步分析法緊扣教材，貼近學(xué)生的知識水平，符合學(xué)生的思維習(xí)慣，容易被學(xué)生接受并掌握，而且經(jīng)過嘗試，也取得了良好的效果。因此，該方法可以作為高中生物實驗分析的一般方法。

  在具體的實驗分析或解題過程中，既可順次運用，亦可綜合運用，具體問題，靈活分析。

   例1.實驗一中，在顯微鏡視野里，幾乎看不到分裂相細(xì)胞，試分析其原因。

   分析：①從取材角度看，可能是沒有取準(zhǔn)生長點部位導(dǎo)致的；②從步驟及操作角度看，可能是沒有壓片過程導(dǎo)致標(biāo)本太厚，看不到單層細(xì)胞；③從顯微鏡使用角度看，可能是沒有移動尋找。

   例2.實驗二中，質(zhì)壁分離后進(jìn)行復(fù)原時發(fā)現(xiàn)復(fù)原效果較差，其原因可能有哪些？

   分析：①蔗糖溶液在配制時，濃度過大，質(zhì)壁分離強烈，細(xì)胞失水過多而死亡；②質(zhì)壁分離時間長了，未及時復(fù)原，細(xì)胞死亡；③滴入清水次數(shù)少或只滴入一次。

   例3.實驗三中，在做對比實驗時，蒸餾水也變藍(lán)了，分析其原因。

   分析：①是沒有漂洗或漂洗次數(shù)少；②是蒸餾水中混入了雜質(zhì)陽離子。